DE179457C

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Publication number: DE179457C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

14. Dezember 1900December 14, 1900

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine elektrische Zugbeleuchtungsanlage, bei welcher unterhalb des zu beleuchtenden Wagens eine Dynamomaschine angeordnet ist, welche den Strom zum Laden einer Akkumulatorenbatterie und zum Speisen der parallel zur Batterie geschalteten Lampen liefert.The present invention is an electrical train lighting system in which A dynamo machine is arranged below the car to be illuminated, which the current for charging an accumulator battery and for feeding the parallel to the Battery switched lamps supplies.

Eine derartig angeordnete und betriebene ■ Dynamomaschine wird natürlich entsprechend der Geschwindigkeit des Zuges mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben.A dynamo machine arranged and operated in this way is of course corresponding the speed of the train driven at different speeds.

Unter solchen Umständen verändert sich auch die Leistung einer gewöhnlichen Dynamomaschine mit deren Antriebsgeschwindigkeit. Under such circumstances, the performance of an ordinary dynamo also changes with their drive speed.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung einer Dynamomaschine, deren wirksame Leistung innerhalb weiter Geschwindigkeitsgrenzen praktisch konstant bleibt. Dieser Zweck wird in einer, äußerst einfachen Weise erreicht, welche den Vorteil besitzt, daß eine Anzahl von Mitteln weggelassen werden kann, die bisher als unerläßlich für die Lösung dieser besonderen Aufgabe erachtet wurden.The purpose of the present invention is the arrangement of a dynamo, whose effective performance remains practically constant within wide speed limits. This purpose is achieved in an extremely simple manner which has the advantage of that a number of means can be omitted that have hitherto been considered indispensable for the solution to this particular problem.

Bei der Ausführung der Erfindung wird von dem Grundsatze Anwendung gemacht, daß in einem elektrischen Stromkreise, der von Wechselstrom durchflossen wird und einen entsprechenden Grad von Selbstinduktion besitzt, die Impedanz des Stromkreises mit der Periodenzahl des ihn durchfließenden Wechselstromes größer wird. Infolgedessen wird, wenn auch die Spannung des Generators mit der Periodenzahl im gleichen Verhältnisse bei Zunahme der Antriebsgeschwindigkeit steigt oder zu steigen sucht, doch der durch den Stromkreis fließende wirksame Strom konstant und unabhängig von der Geschwindigkeit der Dynamomaschine bleiben.In carrying out the invention, the principle is applied, that in an electrical circuit through which alternating current flows and has a corresponding degree of self-induction, the impedance of the circuit increases with the number of periods of the alternating current flowing through it. Consequently is, even if the voltage of the generator with the number of periods in the same ratio increases or seeks to increase as the drive speed increases, yes the effective current flowing through the circuit is constant and independent of the speed stay with the dynamo.

Zu diesem Zwecke wird beispielsweise ein Wechselstromgenerator mit umlaufenden Feldmagneten und mit stillstehendem Anker angewendet. Der von diesem Generator erzeugte Strom wird durch zwei oder mehrere vorzugsweise elektrolytische Stromumformer der Akkumulatorenbatterie zugeführt, so daß die Batterie von einem pulsierenden, gleichgerichteten Strome geladen wird. Zwischen dem Wechselstromgenerator und dem Stromumformer oder der Stromumformerbatterie ist eine Drossel- oder Impedanzspule von geeigneten Größenverhältnissen angeordnet, welche von dem Wechselstrome durchflossenAn alternating current generator with rotating field magnets is used for this purpose, for example and applied with the anchor stationary. The one produced by this generator Electricity is passed through two or more preferably electrolytic current converters the accumulator battery supplied, so that the battery of a pulsating, rectified Currents is charged. Between the alternator and the power converter or a choke or impedance coil of suitable proportions is arranged in the current converter battery, through which the alternating current flowed

wird, ehe er von den Stromumformern gleichgerichtet wird.before it is rectified by the power converters.

Es wird die von dem Generator erzeugte Spannung proportional mit der Antriebsgeschwindigkeit steigen. Der von dem Anker gelieferte und über die Drosselspule und die Stromumformer der Batterie zugeführte Strom wird ebenfalls so lange anwachsen, bis eine bestimmte kritische Höhe desselben erreichtThe voltage generated by the generator becomes proportional to the drive speed rise. The one supplied by the armature and via the choke coil and the Current converter the battery supplied current will also continue to grow until a reached certain critical level of the same

ίο worden ist. Mit wachsender Antriebsgeschwindigkeit steigt nämlich die Periodenzahl des Stromes und damit auch der Selbstinduktionskoeffizient der Drosselspule und des ganzen Stromkreises, der der Periodenzahl proportional ist. Ist nun eine gewisse Stromstärke erreicht, so wird ein weiteres Steigen oder Anwachsen des Stromes dadurch verhindert, daß, wenn auch die Spannung des Generators proportional zur Geschwindigkeit steigt, gleichzeitig auch die Impedanz des Stromkreises in demselben A^erhältnisse wächst.ίο has been. With increasing drive speed Namely, the number of periods of the current increases and thus also the self-induction coefficient the choke coil and the whole circuit, that of the number of periods is proportional. If a certain amperage is now reached, another Rise or increase in the current is prevented by this, albeit the voltage of the generator increases proportionally to the speed, at the same time also the The impedance of the circuit increases in the same proportion.

Der Feldmagnet des Generators kann von der Akkumulatorenbatterie aus mit oder ohne Zwischenschaltung einer durch Schwungkraft wirkenden Vorrichtung erregt werden, welche mittels Schleifringe und Bürsten die notwendigen Kontakte herstellt, wenn eine bestimmte Drehgeschwindigkeit erreicht ist. Der Generator kann sich aber auch durch einen gleichgerichteten Strom selbst erregen.The field magnet of the generator can be used with or without the accumulator battery Interposition of a device acting by inertia, which establishes the necessary contacts using slip rings and brushes, if a certain Rotation speed is reached. The generator can also be rectified Excite electricity yourself.

Das Prinzip kann selbstverständlich auch für einen Zwei- oder Mehrphasengenerator zur Erzeugung eines konstanten gleichgerichteten Stromes Verwendung finden.The principle can of course also be used for a two-phase or multi-phase generator to generate a constant rectified current use.

Die regelnde Wirkung der Impedanzspule kann noch dadurch verstärkt werden, daß sie ihren Kern entgegen der Wirkung einer Feder in sich hineinziehen kann, oder durch irgend ein anderes gleichartiges Mittel.The regulating effect of the impedance coil can be enhanced by the fact that it can pull its core into itself against the action of a spring, or through any other similar means.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung an einem Einphasen-Wechselstromgenerator mit sich drehenden Feldmagneten schematisch dargestellt.In the accompanying drawing the invention is applied to a single-phase alternator shown schematically with rotating field magnets.

Es stellt α den Anker des Wechselstromgenerators dar, b ist der sich drehende Feldmagnet, der natürlich mehrpolig ausgeführt sein kann, und dessen Wicklungen mit den Schleifringen c, c¹ verbunden sind. Die Verbindung des Schleifringes c¹ mit der Magnetwicklung ist durch die hohle Welle über zwei voneinander isolierte und mit ihren Kontaktflächen in die Oberfläche der Welle hineinragende Kontakte hergestellt. Diese Verbindung kann aber auch in gleichwertiger Weise längs einer vollen Welle bewirkt werden. Auf den Schleifringen c und c¹ schleifen Bürsten d und d\ welche durch die Leitungen / und Z¹ mit dem positiven und negativen Pole der Akkumulatorenbatterie B verbunden sind. / ist die Impedanz- oder Drosselspule, f ist eine durch Fliehkraft wirkende Vorrichtung gewöhnlicher Art, die, sobald die Welle j sich mit mäßiger Geschwindigkeit zu drehen beginnt, die Hülse h nach links zieht und so die Verbindung zwischen den Kontakten g und g¹ herstellt, so daß der Magnet b von dem .Akkumulatorenstrome erregt wird. R, R\ R², R³ sind vier , Stromumformer der bekannten elektrolytischen Art, bei welchen eine Aluminiumelektrode mit einer Elektrode aus einem anderen Metalle in einer geeigneten Lösung angewendet wird. Diese Stromumformer oder Gleichrichter sind so eingeschaltet, daß sie den Strom nur in der durch die Pfeile bezeichneten Richtung hindurchfließen lassen.It represents α the armature of the alternator, b is the rotating field magnet, which can of course be designed with multiple poles, and whose windings are connected to the slip rings c, c ¹ . The connection of the slip ring c ¹ to the magnet winding is established by the hollow shaft via two contacts that are isolated from one another and protrude with their contact surfaces into the surface of the shaft. This connection can, however, also be effected in an equivalent manner along a full shaft. Brushes d and d \, which are connected to the positive and negative poles of the accumulator battery B by the lines / and Z ^1, slide on the slip rings c and c ¹ . / is the impedance or choke coil, f is an ordinary type of centrifugal device which, as soon as the shaft j begins to rotate at a moderate speed, pulls the sleeve h to the left and thus establishes the connection between the contacts g and g ¹ , so that the magnet b is excited by the .Akkumulatorenstrome. R, R \ R ² , R ³ are four, current converters of the known electrolytic type, in which an aluminum electrode is used with an electrode made of another metal in a suitable solution. These current converters or rectifiers are switched on in such a way that they allow the current to flow through only in the direction indicated by the arrows.

L ist eine Lampengruppe, die entweder von der Batterie B oder von dem Generator oder von beiden in Parallelschaltung gespeist werden soll. L is a group of lamps to be fed either from battery B or from the generator or from both in parallel.

Bei S kann ein gegebenenfalls selbsttätig wirkender Rheostat zu dem Zwecke angeordnet werden, den Lampenstrom zu regeln und Änderungen der elektromotorischen Kraft der Batterie beim Laden und Entladen auszugleichen. At S , an optionally automatic rheostat can be arranged for the purpose of regulating the lamp current and compensating for changes in the electromotive force of the battery during charging and discharging.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:The mode of operation of the arrangement described is as follows:

Sobald die Welle j und das Feldmagnetsystem b eine sehr mäßige Geschwindigkeit erreicht haben, stellt die Fliehkraftvorrichtung / die Verbindung zwischen den Kontakten g und g^l her und der Feldmagnet b wird erregt.As soon as the shaft j and the field magnet system b have reached a very moderate speed, the centrifugal device / establishes the connection between the contacts g and g ^l and the field magnet b is excited.

. Der Anker α beginnt dann einen Wechselstrom zu erzeugen, der die Impedanzspule I, den Gleichrichter R nach dem positiven Pole der Batterie durchfließt und dann durch den Gleichrichter i?² über die Leitung /^s zurück nach der anderen Klemme des Ankers fließt.. The armature α then begins to generate an alternating current that flows through the impedance coil I, the rectifier R to the positive pole of the battery and then through the rectifier i? ^{2 flows back} via the line / ^s to the other terminal of the armature.

In dem Augenblicke, wo die Bewegungsrichtung des Stromes umgekehrt wird, fließt der Strom über die Leitung /?■ und den Gleichrichter jR¹ nach dem positiven Pole der Batterie und von dem negativen Pole derselben durch den Gleichrichter R^B und die Leitung P durch die Impedanzspule / zurück nach der anderen Klemme des Ankers.At the moment when the direction of movement of the current is reversed, the current flows via the line /? ■ and the rectifier jR ¹ to the positive pole of the battery and from the negative pole of the same through the rectifier R ^B and the line P through the impedance coil / back to the other terminal of the anchor.

Auf diese Weise werden beide Ströme des Generators gleichgerichtet und zum Laden der Batterie benutzt.In this way, both currents of the generator are rectified and used for charging the battery used.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip kann auch für Mehrphasengeneratoren verwendet werden, in welchem Falle die An- 115. Ordnung der Gleichrichter und Impedanzspule gleich der in der Zeichnung dargestellten ist.. So können bei einem Zweiphasengenerator zusätzliche Stromumformer und bei Verkettung des Zweiphasenstromes nur eine einzige Drosselspule angewendet werden, die dann in der gemeinsamen, stärker zu wäh-The principle on which the invention is based can also be used for multiphase generators can be used, in which case the 115th order of rectifier and impedance coil is the same as that shown in the drawing. Thus, with a two-phase generator additional current converters and only one when the two-phase current is linked Choke coil are applied, which then in the common, more strongly selectable

lenden Rückleitung angeordnet ist, wobei die Batterie an geeigneten Stellen parallel angeschlossen ist.Lenden return line is arranged, with the battery connected in parallel at suitable points is.

In gleicher Weise, können Mehrphasengeneratoren verwendet werden. Aber es besteht kein praktischer Vorteil, mehr als zweiphasige Ströme in der angegebenen Weise anzuwenden, da schon diese die Erzeugung eines vollkommen gleichförmigen StromesIn the same way, multiphase generators can be used. But there is no practical advantage to use more than two-phase currents in the manner indicated, since this is the generation of a perfectly uniform stream

ίο zum Laden der Batterie ermöglichen.ίο enable the battery to be charged.

Um die Erregung der Maschine' zu unterstützen in Fällen, wo sie sich selbst erregen soll, wird der Lampenstrom von der Batterie durch eine den Feldmagneten des Generators umgebende Wicklung geführt.The excitation of the machine to support 'in cases where it is intended to excite itself, the lamp current is passed from the battery by a surrounding the field magnet of the generator winding.

Wenn die Maschine unter Benutzung des im Magnetsysteme zurückbleibenden Magnetismus oder durch Einführung permanenter Magnete selbsterregend ausgeführt werden soll, so kann dies dadurch bewirkt werden, daß die Leitung I¹ nicht mit dem negativen Pole der Batterie verbunden wird, sondern mit der Leitung I³, wie durch die punktierte Linie angedeutet ist. Zum Zwecke einer weiteren Regelung kann z. B. zwischen ./' und I³ eine besondere Impedanzspule in den Feldmagnetstromkreis eingeschaltet werden.If the machine is to be made self-exciting using the magnetism remaining in the magnet system or by introducing permanent magnets, this can be achieved by not connecting line I ¹ to the negative pole of the battery, but to line I ³ , as is indicated by the dotted line. For the purpose of a further regulation z. B. between ./ 'and I ³ a special impedance coil can be switched on in the field magnetic circuit.

Die erforderliche Impedanz kann auch, ohne das Wesen der Erfindung zu ändern, in den Ankerstromkreis des Generators verlegt werden, so daß die'Drosselspule ganz oder teilweise fortfallen kann.The required impedance can also, without changing the essence of the invention, be laid in the armature circuit of the generator, so that die'Drosselspule completely or can be partially omitted.

Claims

Godfather sayings:

1. Electric train lighting system, which consists of a variable speed powered alternator, one or more power rectifiers and one of the rectified Currents of the generator to be charged battery, characterized in that by introducing a considerable Impedance of the current charging the accumulators within wide speed limits of the generator is obtained approximately constant. . .

2. Plant according to claim 1, characterized in that the greater part of the required impedance is caused by a choke coil. .

3., Plant according to claim 1, characterized in that the entire impedance caused by the armature of the generator.

1 sheet of drawings.